SSE3

SSE3（Streaming SIMD Extensions 3），又称PNI（Prescott New Instructions），它指的是：在原有架构的处理器中，所第三次额外新增、添加的多媒体指令集，之前的两次分别是SSE、SSE2。

SSE3与其他x86架构所用的多媒体指令集，在指令数目上的比较图

SSE3是Intel公司所其原有IA-32架构的处理器所研创，并在2004年初的新款Pentium 4（P4E,Prescott核心）处理器中使用，之后2005年4月AMD公司也发表具备部分SSE3功效的处理器：Athlon 64（E3步进核心），此后的x86处理器也几乎都具备SSE3的新指令集功能。

此外，在SSE3提出之前，x86架构的处理器先后已有多种多媒体指令集被提创与使用，先后顺序大致是Intel MMX、AMD 3DNow!、Intel SSE、Intel SSE2等。

附带一提的是，SSE3比在它之前的SSE2增加13条新指令。

新指令所带来的改变

SSE3最值得一提的新功效特点，是水平式的寄存器整数运算，而在此之前的SSE、SSE2则仅能垂直运算。更进一步的特点是，指令执行时对多笔数值的同时加法运算、减法运算等，之后将结果进行存储等，都可以在单一个寄存器完成，因此SSE3可以用更简单的方式来实现同时间的多笔、大量DSP、3D性质的运算。

此外，有个新指令可将浮点数数值转换成整数数值，且进行此种转换不需要将运算切换到rounding模式，过去此类转换必须先切换至rounding模式，完成转换后再退出rounding模式，此新指令可省去此模式切换程序，使整体运算更为加速，也因此可避免邻近执行流水线（Instruction pipeline）因此而停缓、等待（模式切换会使后续执行暂停，进而减损运算性能）。

另外，新增设的LDDQU指令能够在交替加载长度不一的整数向量值时获得更佳的性能，此指令可以让Intel NetBurst架构的执行核心跨越缓存线的界线而进行数值加载。

具备SSE3硬件支持功效的处理器

以下表列依据业者英文名称的字母顺序：

• AMD公司：
  • Athlon 64 - 从Stepping E3的Venice（威尼斯，研发代号）以及Stepping E4的San Diego（圣地亚哥，研发代号）开始具备。
  • Athlon 64 X2
  • Athlon 64 FX - 从Stepping E4的San Diego（圣地亚哥，研发代号）开始具备。
  • Opteron - 从Stepping E4的San Diego（圣地亚哥，研发代号）开始具备。
  • Sempron - 从Stepping E3的Palermo（研发代号）开始具备。
  • Turion 64
  • Turion 64 X2
  • Phenom
  • Phenom II
• Intel公司：
  • Celeron D
  • Pentium 4 - 从Prescott（研发代号）开始具备。
  • Pentium D
  • Intel Core
  • Intel Core 2
  • Intel Core i7
  • Xeon - 从Nocona（研发代号）开始具备。
• 全美达公司（Transmeta）：
  • Efficeon TM88xx（不包含型款编号为TM86xx系列的处理器）
• 威盛电子（VIA）:
  • VIA Isaiah
  • C7-M
  • C7-D

新增的指令

共通性的指令

算术指令（Arithmetic）

• ADDSUBPD - （Add-Subtract-Packed-Double）
  • 输入： - { A0, A1 }, { B0, B1 }
  • 输出： - { A0 - B0, A1 + B1 }

• ADDSUBPS - （Add-Subtract-Packed-Single）
  • 输入： { A0, A1, A2, A3 }, { B0, B1, B2, B3 }
  • 输出： { A0 - B0, A1 + B1, A2 - B2, A3 + B3 }

数组结构指令（Array Of Structures；AOS）

• HADDPD - （Horizontal-Add-Packed-Double）
  • 输入： { A0, A1 }, { B0, B1 }
  • 输出： { B0 + B1, A0 + A1 }

• HADDPS （Horizontal-Add-Packed-Single）
  • 输入： { A0, A1, A2, A3 }, { B0, B1, B2, B3 }
  • 输出： { B0 + B1, B2 + B3, A0 + A1, A2 + A3 }

• HSUBPD - （Horizontal-Subtract-Packed-Double）
  • 输入： { A0, A1 }, { B0, B1 }
  • 输出： { A0 - A1, B0 - B1 }

• HSUBPS - （Horizontal-Subtract-Packed-Single）
  • 输入： { A0, A1, A2, A3 }, { B0, B1, B2, B3 }
  • 输出： { A0 - A1, A2 - A3, B0 - B1, B2 - B3 }

• LDDQU - 如上所述，这是有交替需求时所用的指令，可以加载（load）不整齐排列的整数向量值，此指令对视频压缩的运算工作有帮助。

• MOVDDUP、MOVSHDUP、MOVSLDUP - 此三个指令是针对复杂数目需求时所用，对波形信号的运算有帮助，例如音频的声波波形处理。

• FISTTP - 类似过去x87浮点运算中的FISTP指令，不过此指令的运算执行或忽略掉浮点控制寄存器的rounding（溢绕）模式的设置，并且用“chop”（truncate，截切）模式取代。允许控制寄存器忽略繁重的加载及再加载，例如C语言中将浮点数转换成整数就需要使用此种截切效果，且此种截切程序已成为C语言中的标准作法。

Intel针对SSE3所额外设计的自用指令

• MONITOR、MWAIT - 此二个指令能针对多线程的应用程序进行执行优化，使处理器原有的超线程功效获得更佳的发挥。

参考引据

• X-bit Labs网站：SSE3指令集（2004年2月1日）（英文）

关连条目

• SIMD - SSE3指令集的特性原理基础。
• SSE
• 计算机编码
• SSSE3 - SSE3指令集的扩展

外部链接

• Intel官方网站对SSE3的总览说明（页面存档备份，存于互联网档案馆） （英文）